بواعث الإنارة: الجهاز ومبدأ التشغيل ، الأنواع

التألق الكهربائي يسمى اللمعان ، متحمس بفعل مجال كهربائي. تحدث هذه الظاهرة في أشباه الموصلات والفوسفور البلوري - في مثل هذه المواد التي تكون جزيئاتها أو ذراتها قادرة على الدخول في حالة مثارة عندما يمر تيار كهربائي خلالها أو تحت تأثير مجال كهربائي مطبق.

في الواقع ، ينتج اللمعان الكهربائي عن إعادة تركيب الثقوب والإلكترونات في أشباه الموصلات ، حيث تنبعث الفوتونات - وبالتالي تتخلى إلكترونات أشباه الموصلات عن طاقتها. قبل أن يبدأ إعادة التركيب ، يتم فصل الثقوب والإلكترونات. يتحقق الفصل إما عن طريق الإلكترونات عالية الطاقة التي يتم الحصول عليها عن طريق التسارع في مجال كهربائي قوي (في الفوسفور البلوري للوحات الإنارة الكهربائية) ، أو عن طريق تنشيط المادة لإنتاج تقاطع pn (كما هو الحال في LEDs). يستخدم إلكترولومينوفور.

بواعث مسحوق تم تطويره لأول مرة في عام 1952.إنها عبارة عن هيكل متعدد الطبقات ، يوجد في قاعدته لوحة من البلاستيك أو الزجاج.

يتم تطبيق ما يلي بالتتابع على اللوحة: قطب كهربائي شفاف موصل مصنوع من أكاسيد المعادن (SnO2 ، InO2 ، CdO) ، ثم طبقة 25-100 ميكرومتر من الإلكترولومينوفور ، ثم طبقة عازلة واقية (SiO ، SiO2 أو الورنيش) ، ثم قطب معدني غير شفاف. الفوسفور هو كبريتيد الزنك أو سيلينيد الزنك الذي يتم تنشيطه للسطوع بواسطة شوائب من المنغنيز أو النحاس أو عناصر أخرى.

تتحد بلورات كبريتيد الزنك (الخرز) مع بعضها البعض بواسطة راتنجات عضوية ذات ثابت عازل عالي. لذلك ، للتشغيل ، يتطلب باعث المسحوق الكهربائي جهدًا متناوبًا بتردد من 400 إلى 1400 هرتز مع جهد إثارة يتراوح من 90 إلى 140 فولت.

بواعث الفيلم الكهربائي، على عكس المسحوق ، يحتوي بين الأقطاب على فيلم متعدد البلورات من الفوسفور الكهربائي بسمك حوالي 0.2 ميكرومتر ، والذي يتم الحصول عليه عن طريق التبخر الحراري والترسيب الفراغي.

في مثل هذا الحامل الكهربي ، لا يوجد عازل ، وبالتالي تعمل بواعث الفيلم بجهد ثابت ، ومستوى جهد التشغيل الخاص بها أقل من مستوى الفولتية المسحوقة - فقط من 20 إلى 30 فولت. لزيادة الضوء والسطوع ، وكذلك لتغيير اللون ، يتم تنشيط فوسفور الفيلم بمواد فلوريد الأرض النادرة.

تم إنشاء باعث الأفلام ثلاثية الطبقات في عام 1974. يحتوي على غشاءين عازلين (Y2O3 و Si3N4) مع ثابت عازل عالي.

المعلمات المميزة لبواعث الإنارة الكهربائية هي: السطوع الفعال ، خاصية السطوع ، تغير التردد في السطوع ، اعتماد السطوع الفعال على تردد وطيف الضوء المنبعث.

يتم تحديد السطوع الفعال لبواعث المسحوق بتردد وقيمة معينة لجهد إمداد التيار المتردد المقابل لكثافة التيار.

تعكس خاصية السطوع اعتماد السطوع على الجهد ؛ شاشات المصفوفة ذات التباين العالي مبنية على أساس بواعث ذات خاصية غير خطية للغاية.

توفر بواعث الأفلام تباينًا ودقة أعلى من بواعث المسحوق ، والتغيرات المتعددة في النصوع - في الواقع - شدة الانحدار في خاصية الإنارة عندما يتضاعف جهد الإمداد ؛ في المسحوق يصل إلى 25 ، في الفيلم - 1000. الطيف ، في الواقع - اللون ، يتم تحديده بواسطة المنشطات المضافة إلى الفوسفور.

تشمل عيوب بواعث الضيائية الكهربائية اختلافات كبيرة في البارامترات. بالإضافة إلى ذلك ، ينخفض ​​السطوع أثناء التشغيل حتى 3 مرات في 4000 ساعة. لكن هذا ينطبق على أول إلكترولومينوفور بجزيئات كبيرة.

أحدث الإلكترولينوفورات لها أحجام جسيمات تتراوح من 12 إلى 18 نانومتر ، مع زيادة السطوع إلى 300 شمعة ، ويتم تنظيم انخفاض السطوع بنسبة 20 ٪ خلال الأربعين ساعة الأولى من التشغيل بواسطة معلمات إمداد الطاقة (جهد التردد والإثارة) ويصل العمر التشغيلي بهذه الطريقة إلى 12000 ساعة ...

تسمح التصميمات المختلفة للأقطاب غير الشفافة بتحقيق أشكال أبجدية ورمزية ورقمية مختلفة لعرض المعلومات باستخدام بواعث مضيئة كهربيًا للبناء على هذا شاشات مصفوفة خاصة.

الألواح المتوهجة كهربائيا متوفرة كأغشية رقيقة من مواد عضوية أو غير عضوية. لون توهج الفوسفور البلوري يعتمد على النجاسة المنشطة.في الأساس ، هذه اللوحة عبارة عن مكثف مسطح يتم تغذيته بجهد من 60 إلى 600 فولت يتم الحصول عليه من محول جهد داخلي.

عند استخدام مواد الإنارة الكهربائية: III-V InP ، GaAs ، GaN (في LEDs) ، كبريتيد الزنك المنشط بالفضة أو النحاس على شكل مسحوق (يعطي توهجًا أخضرًا مزرقًا) ، وللحصول على توهج أصفر برتقالي ، زنك يستخدم se كبريتيد المنشط بواسطة المنغنيز.

شاشة مضيئة كهربائيا (ELD) - نوع خاص من العرض يتم إنشاؤه بواسطة طبقة من مادة الإنارة الكهربي تتكون من فوسفور معالج خصيصًا أو بلورات GaAs بين طبقتين من الموصل (بين قطب كهربائي رفيع من الألومنيوم وقطب كهربائي شفاف). عندما يتم تطبيق جهد متناوب على الأسلاك ، تبدأ المادة الكهرومغناطيسية في التوهج.

اللوحات ، شاشات العرض ، الأسلاك ، إلخ. - تستخدم على نطاق واسع في الإلكترونيات الاستهلاكية والإضاءة الأضواء الكهرومغناطيسية... إنها تعمل في الإضاءة الخلفية لشاشات الكريستال السائل ، وموازين الأجهزة المختلفة ، ولوحات المفاتيح ، وتستخدم أيضًا للتصميم الزخرفي للمناظر الطبيعية والهياكل المعمارية.

رسومات من الشاشات المضيئة كهربائياً ، وتركيب الأحرف ، وتتميز بجودة صورة عالية ، وتباين جيد ، ومعدل تحديث عالٍ ، وحساسية ضعيفة لدرجة الحرارة. بسبب هذه الخصائص ، يتم استخدامها في الصناعات العسكرية والطبية وغيرها.